Ośrodkowy układ nerwowy (OUN) lub centralny układ nerwowy (CUN) jest najważniejszą częścią układu nerwowego człowieka. Składa się z rdzenia kręgowego leżącego w kanale kręgowym oraz mózgowia znajdującego się w jamie czaszki. Odpowiada za rejestrację i analizę bodźców, co warunkuje właściwą reakcję organizmu na zmieniające się warunki w środowisku zewnętrznym i wewnętrznym. Bodźce przewodzone są przez włókna nerwowe od receptorów do odpowiednich ośrodków w OUN.
1. Budowa ośrodkowego układu nerwowego
Ośrodkowy układ nerwowy jest zbudowany z istoty szarej oraz białej. Częścią składową istoty szarej są komórki nerwowe, włókna nerwowe, tkanka glejowa i naczynia krwionośne wraz z paskami tkanki łącznej. W mózgowiu znajduje się ona na powierzchni mózgu i móżdżku (tworząc tzw. korę) oraz w jądrach (skupiskach leżących w głębi mózgowia). Istotę białą buduje natomiast tkanka glejowa oraz włókna nerwowe bez osłonki Schwanna. Leży ona pod korą mózgu i tworzy szlaki łączące poszczególne obszary kory oraz pozakorowe (np. drogi korowo-rdzeniowe czy korowo-jądrowe).
1.1. Tkanka nerwowa
Komórka nerwowa wraz ze wszystkimi wypustkami nosi nazwę neuronu. Ciało neuronu – perykarion, może tworzyć jedną lub wiele krótkich wypustek (dendrytów), które doprowadzają impulsy nerwowe, oraz jedną długą wypustkę, tzw. neuryt (akson), odpowiedzialną za przewodzenie impulsów odśrodkowych do drugiego neuronu bądź do narządu efektorowego. W ośrodkowym układzie nerwowym najliczniejsze są komórki wielobiegunowe zawierające jeden neuryt i większą liczbę dendrytów.
1.2. Tkanka glejowa
Tkanka glejowa wypełnia przestrzenie między komórkami nerwowymi i ich wypustkami, tworzy dla nich zrąb i pośredniczy w wymianie materii między komórkami a naczyniami krwionośnymi. Wśród komórek glejowych ośrodkowego układu nerwowego wyróżnia się mikroglej oraz makroglej – astrocyty i oligodendrocyty. Komórki mikrogleju stanowią około 10-15% wszystkich komórek OUN. Nazywane są “makrofagami mózgu”, gdyż stanowią pierwszą i główną linię jego obrony immunologicznej. Astrocyty stanowią od 20 do 40% wszystkich komórek glejowych. Pełnią wiele funkcji, m.in. uczestniczą w przekaźnictwie nerwowym, przemianach amoniaku i kreatyny, procesach regeneracji oraz fagocytozy, a także współtworzą barierę krew-mózg. Oligodendrocyty odpowiadają natomiast za wytwarzanie osłonki mielinowej w centralnym układzie nerwowym, a także biorą udział w procesach metabolicznych.
2. Mózgowie
Mózgowie stanowi większą część ośrodkowego układu nerwowego znajdującą się w jamie czaszki. Pod względem rozwojowym można je podzielić na przodomózgowie, śródmózgowie i tyłomózgowie, z kolei pod względem klinicznym – na mózg, móżdżek i pień mózgu. Podziały te zostaną omówione poniżej.
2.1. Powierzchnia górno-boczna mózgowia
Powierzchnię górno-boczną mózgowia tworzą półkule mózgu. Są one pokryte warstwą istoty szarej, zwanej płaszczem lub korą mózgu. Kora jest silnie pofałdowana i tworzy zakręty rozdzielone bruzdami. Szereg zakrętów łączy się w większe jednostki anatomiczne, zwane płatami. Na powierzchni półkul wyróżnia się 4 płaty, których nazwy pochodzą od przykrywających je kości sklepienia czaszki – czołowy, ciemieniowy, skroniowy i potyliczny.
2.2. Powierzchnia podstawna mózgowia
Powierzchnia podstawna, czyli brzuszna, mózgowia utworzona jest przez dolne powierzchnie półkul oraz pnia mózgu. Swoim kształtem odpowiada wewnętrznej powierzchni podstawy czaszki. Stanowi miejsce wyjścia większości nerwów czaszkowych, oprócz nerwu bloczkowego. W obrębie powierzchni podstawnej można wyróżnić część tylną, środkową i przednią. W części tylnej leży rdzeń przedłużony, powyżej którego znajduje się most. Most z boku zwęża się, przechodząc po każdej stronie w konar środkowy móżdżku.
Z boku i ku tyłowi od rdzenia przedłużonego leży móżdżek. W części środkowej powierzchni podstawnej mózgowia bezpośrednio nad górną krawędzią mostu uwypuklają się odnogi mózgu, które stanowią podstawę konarów mózgu. W pobliżu znajdują się takie struktury jak guz popielaty, lejek oraz przysadka. Część środkowa zawiera skrzyżowanie wzrokowe, od którego odchodzą pasma wzrokowe oraz płat skroniowy półkuli mózgu. Z kolei w części przedniej powierzchni podstawnej widoczne są przedzielone szczeliną podłużną mózgu płaty czołowe. Z boku znajduje się obustronne pasmo węchowe, które ku przodowi poszerza się w opuszkę węchową, a z tyłu przechodzi w trójkąt węchowy. Bezpośrednio za trójkątem umiejscowiona jest istota dziurkowana przednia.
2.3. Podział rozwojowy mózgowia
Podział ten opiera się na rozwoju poszczególnych odcinków mózgowia z różnych pęcherzyków embrionalnych. Części składowe mózgowia odpowiadają pierwotnym pęcherzykom mózgowym, które dzielą się dalej na wtórne pęcherzyki. Należą do nich:
- przodomózgowie, z którego rozwija się kresomózgowie i międzymózgowie
- śródmózgowie, które nie ulega podziałowi na wtórne pęcherzyki, lecz daje początek pokrywie śródmózgowia po stronie grzbietowej oraz konarom mózgu po stronie podstawnej
- tyłomózgowie, które dzieli się na tyłomózgowie wtórne i rdzeniomózgowie
W dalszym rozwoju pęcherzyki wtórne nadal się przekształcają. Ostatecznie z kresomózgowia powstają półkule mózgu oraz kresomózgowie nieparzyste, z międzymózgowia – po stronie grzbietowej wzgórze i nadwzgórze, a po stronie podstawnej podwzgórze i niskowzgórze. Tyłomózgowie wtórne przekształca się w most i móżdżek, a rdzeniomózgowie – w rdzeń przedłużony.
2.4. Podział kliniczny
Według podziału klinicznego mózgowie dzielimy na mózg, móżdżek oraz pień mózgu.
2.4.1. Mózg
Mózgiem nazywamy struktury, które rozwinęły się z przodomózgowia – półkule mózgowe oraz część wzrokową podwzgórza. Każda półkula posiada 3 powierzchnie (górno-boczną, przyśrodkową i dolną), 3 brzegi (górny, dolny, przyśrodkowy) oraz 3 bieguny (czołowy, potyliczny i skroniowy). Są od siebie oddzielone szczeliną podłużną mózgu. Ich powierzchnię pokrywają fałdy zwane zakrętami mózgu, które są porozdzielane bruzdami i szczelinami. Bruzdy i zakręty stanowią granice 4 podstawowych płatów mózgu, które odpowiadają jednoimiennym kościom czaszki – płat czołowy, ciemieniowy, skroniowy oraz potyliczny. Półkule mózgu pokryte są cienką warstwą istoty szarej, zwaną korą mózgową. Stanowi ona skupienie ciał komórek nerwowych, pod którą znajduje się istota biała zbudowana z włókien nerwowych.
2.4.2. Móżdżek
Móżdżek leży w tylnym dole czaszki, z tyłu od pnia mózgu. Jego górna powierzchnia jest oddzielona od półkul mózgu szczeliną poprzeczną. Jest zbudowany z dwóch półkul połączonych strukturą zwaną robakiem. Wyróżnia się 3 płaty móżdżku (przedni, tylny i grudkowo-kłaczkowy) oraz 9 płacików. Powierzchnia zewnętrzna móżdżku jest pokryta istotą szarą, tworzącą korę móżdżku, a głębiej znajduje się istota biała, zwana ciałem rdzennym. Wewnątrz istoty białej znajdują się jądra móżdżku (zębate, wierzchu, czopowate i kulkowate). Jest połączony z pniem mózgu za pomocą trzech parzystych konarów – dolnego (łączącego z rdzeniem przedłużonym), środkowego (połączenie z mostem mózgu) i górnego (łączącego ze śródmózgowiem). Móżdżek odpowiada za kontrolę ruchów organizmu, w tym proces koordynacji ruchowej oraz równowagi. Odpowiada również za naukę zachowań motorycznych, takich jak jazda na rowerze.
2.4.3. Pień mózgu
Pień mózgu składa się ze struktur tyłomózgowia – śródmózgowia, mostu i rdzenia przedłużonego. Pełni kluczową rolę w utrzymywaniu podstawowych czynności życiowych, przekazuje bodźce biegnące drogami wstępującymi i zstępującymi oraz wstępnie je selekcjonuje i moduluje. Wpływa na czynność móżdżku, struktur podkorowych, kory mózgu, układu autonomicznego i rdzenia kręgowego. Stąd wychodzi również większość nerwów czaszkowych. Prawidłowa czynność pnia mózgu zapewnia świadomą percepcję bodźców, krążenie krwi i oddychanie, stąd uszkodzenie tej części mózgu jest tożsame ze śmiercią człowieka.
W rdzeniu przedłużonym skupione są ośrodki nerwowe odpowiedzialne za funkcje odruchowe – ośrodek oddechowy, ruchowy, naczynioruchowy, sercowy, ssania, żucia, połykania. Oprócz tego zawiera ośrodki odpowiedzialne za wymioty, kichanie, kaszel, ziewanie oraz wydzielanie potu. Powyżej rdzenia przedłużonego znajduje się most, który składa się z włókien nerwowych i skupień istoty szarej. Skupia w sobie włókna nerwowe łączące korę mózgową z rdzeniem przedłużonym i kręgowym oraz z móżdżkiem.
Śródmózgowie jest natomiast krótką częścią pnia mózgowego, łączącą międzymózgowie z mostem i móżdżkiem. Jest zbudowany z 2 konarów mózgu i blaszki pokrywy śródmózgowia. W jego wnętrzu przebiega wąski kanał, zwany wodociągiem mózgu, który łączy komorę czwartą z komorą trzecią. Poszczególne części śródmózgowia biorą udział w kontroli motorycznej oraz przewodzeniu informacji wzrokowych, słuchowych, dotykowych i bólowych.
Ponadto w całym pniu mózgu rozproszony jest twór siatkowaty, niekiedy zwany korą pnia mózgu. Stanowi on sieć połączonych ze sobą neuronów, który rozciąga się od międzymózgowia do rdzenia przedłużonego, a następnie przechodzi w twór siatkowaty rdzenia kręgowego. Twór siatkowaty łączy się niemalże ze wszystkimi częściami ośrodkowego układu nerwowego. Oddziałuje na jądra nerwów czaszkowych i ośrodki autonomiczne oraz na stan aktywności kory mózgowej. Dodatkowo uczestniczy w regulacji stanu czuwania, snu i świadomości.
3. Opony mózgowia
Mózgowie jest otoczone trzema błonami łącznotkankowymi, zwanymi inaczej oponami. Należą do nich leżąca najbardziej zewnętrznie opona twarda (twardówka), a głębiej kolejno opona pajęcza (pajęczynówka) oraz opona miękka (naczyniówka). Oddzielają one mózgowie i rdzeń kręgowy od struktur kostnych jamy czaszki i kanału kręgowego.
3.1. Opona twarda mózgowia
Opona twarda jest błoną włóknistą, która równocześnie stanowi okostną jamy czaszki. Wnika we wszystkie otwory, przez które przechodzą nerwy i naczynia. Jest ściśle zrośnięta z kośćmi podstawy czaszki, natomiast z kośćmi sklepiania jest połączona w sposób luźny i łatwo się od nich oddziela. Przez otwór wielki kości potylicznej przechodzi do kanału kręgowego, gdzie przedłuża się w oponę twardą rdzenia. Wewnątrz czaszki opona twarda tworzy trzy wyrostki – sierp mózgu, sierp móżdżku i namiot móżdżku. Sierp mózgu jest ustawiony w płaszczyźnie pośrodkowej i wchodzi do szczeliny podłużnej mózgu. Jego górny brzeg przyczepia się do wewnętrznej powierzchni kości czaszki wzdłuż bruzdy zatoki strzałkowej, a wolny brzeg nie dochodzi do ciała modzelowatego. Sierp móżdżku stanowi przedłużenie sierpa mózgu od guzowatości potylicznej do otworu wielkiego kości potylicznej. Jego wolny brzeg wchodzi pomiędzy półkule móżdżkowe. Z kolei namiot móżdżku jest ustawiony prawie poprzecznie i tworzy jak gdyby dach ponad dołem tylnym czaszki. Oddziela on półkule móżdżku od płatów potylicznych półkul mózgowych.
3.2. Opona pajęcza mózgowia
Pajęczynówka jest cienką błoną łącznotkankową, która jest oddzielona od opony twardej przez szczelinowatą przestrzeń zwaną jamą podtwardówkową. Przylega do anatomicznych elementów znajdujących się w czaszce, np. sierpa i namiotu mózgu, czego efektem są zagłębienia w oponie odpowiadające tym strukturom. Przebiega nad zakrętami i bruzdami mózgowia, nie wnikając w nie. Od opony miękkiej pajęczynówkę oddziela bardzo wąska jama podpajęczynówkowa, która w niektórych miejscach poszerza się, tworząc zbiorniki podpajęczynówkowe. Do najważniejszych należą: zbiornik móżdżkowo-rdzeniowy, podstawny, międzykonarowy, skrzyżowania i kąta mostowo-móżdżkowego. Zbiorniki te pełnią funkcję ochronną wobec mózgowia, szczególnie w czasie urazów czy gwałtownych ruchów głową. W sąsiedztwie zatok opony twardej pajęczynówka tworzy kosmkowate wypustki, zwane ziarnistościami pajęczynówki. Wnikają one do zatok opony twardej i są głównym miejscem wchłaniania płynu mózgowo-rdzeniowego do krwi żylnej zatok opony twardej.
3.3. Opona miękka mózgowia
Opona miękka jest zrośnięta z powierzchnią zewnętrzną mózgu i pokrywa wszystkie jego zagłębienia, bruzdy i szczeliny. Zawiera liczne naczynia krwionośne tętnicze i żylne, które wnikają do tkanki mózgowej.
4. Rdzeń kręgowy
Rdzeń kręgowy jest częścią ośrodkowego układu nerwowego przewodzącą impulsy nerwowe pomiędzy mózgowiem a obwodowym układem nerwowym. Umieszczony jest w kanale kręgowym, którego nie wypełnia całkowicie, a w otworze wielkim łączy się z rdzeniem przedłużonym. Rozciąga się od I kręgu szyjnego do górnej krawędzi II kręgu lędźwiowego, gdzie kończy się stożkiem rdzeniowym. Od rdzenia odchodzą parzyste nerwy rdzeniowe, wychodzące przez odpowiednie otwory międzykręgowe. Rdzeń kręgowy jest zbudowany z istoty szarej, tworzącej strukturę w kształcie motyla lub litery H, otoczonej warstwą istoty białej. Biegną przezeń drogi wstępujące (przesyłające impulsy nerwowe z komórek ciała do mózgowia) i zstępujące (przesyłające impulsy z mózgowia do komórek ciała). Rdzeń kręgowy zawiera ośrodki ruchowe kończyn i tułowia, ośrodki autonomiczne, oddawania moczu, defekacji i ejakulacji. Oprócz tego skupia ośrodki naczynioruchowe i wydzielnicze dla gruczołów potowych skóry.